Questão 103 — ENEM 2019Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Reações de oxirredução (grupos funcionais orgânicos + número de oxidação em espécies inorgânicas)
• ⚡ Nível: Médio — exige enxergar a transferência de elétrons em duas equações sem que o número de oxidação (NOx) seja fornecido pronto.
• 🎯 Tema/Habilidade: Classificação de reações químicas (oxirredução) aplicada a um contexto biotecnológico de biossensores
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Que tipo de reação — análise, síntese, oxirredução, complexação ou ácido-base — descreve as duas etapas químicas do biochip?"
• Palavras-chave decisivas: duas reações sequenciais, peróxido de hidrogênio, íon tri-iodeto
• Armadilha típica: achar que a formação do "íon tri-iodeto" é uma reação de complexação só porque o nome lembra "complexo" — na verdade é uma oxidação do iodeto.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar que, em cada equação, pelo menos um elemento tem seu número de oxidação alterado (aumenta em um, diminui em outro).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Reação de oxirredução: reação em que ocorre transferência de elétrons entre espécies — uma se oxida (perde elétrons, NOx aumenta) e outra se reduz (ganha elétrons, NOx diminui).
• Número de oxidação (NOx): carga que um átomo teria se todas as ligações fossem consideradas iônicas; substâncias simples (O₂, I₂) sempre têm NOx = 0.
• Grupos aldeído e ácido carboxílico: o carbono do grupo –CHO (aldeído) tem NOx menor que o do grupo –COOH (ácido carboxílico); transformar um no outro é sempre uma oxidação do carbono.
• Peróxido de hidrogênio (H₂O₂): o oxigênio tem NOx = –1, valor intermediário entre o O₂ (0) e a H₂O (–2) — por isso o H₂O₂ pode tanto oxidar quanto ser oxidado, dependendo da reação.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "conversão de glicose do sangue em ácido glucônico, gerando peróxido de hidrogênio" → aponta a troca de um grupo funcional orgânico por outro mais oxigenado, sinal clássico de oxidação.
• Evidência 2: Equação 1 — C₆H₁₂O₆ (aq) + O₂ (g) + H₂O (l) —Enzimas→ C₆H₁₂O₇ (aq) + H₂O₂ (aq) → o O₂, substância simples (NOx 0), vira H₂O₂ (NOx do O = –1): o oxigênio se reduziu.
• Evidência 3: Equação 2 — 2 H₂O₂ (aq) + 3 I⁻ (aq) → I₃⁻ (aq) + 2 H₂O (l) + O₂ (g) → o iodeto (NOx –1) forma o tri-iodeto e parte do oxigênio do peróxido vira O₂ gasoso: novas variações de NOx.
• Síntese: as duas equações formam uma cadeia de reações redox: a primeira gera o "mensageiro" H₂O₂ a partir da glicose; a segunda converte esse H₂O₂ no produto colorido I₃⁻, que é o sinal lido pelo biochip.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Analisando a Equação 1

C₆H₁₂O₆ (aq) + O₂ (g) + H₂O (l) —Enzimas→ C₆H₁₂O₇ (aq) + H₂O₂ (aq)

A glicose tem grupo aldeído (–CHO) no carbono 1. Pela enzima glicose oxidase, esse grupo é oxidado a carboxila (–COOH), formando ácido glucônico (C₆H₁₂O₇) — ganho de um oxigênio, evidência de que o carbono perdeu elétrons. Ao mesmo tempo, o O₂ (NOx = 0) é reduzido a H₂O₂ (NOx do O = –1, intermediário entre 0 e –2). Um elemento oxida (C da glicose) e outro reduz (O do O₂): a Equação 1 é oxirredução.

Subpasso 4.2 — Analisando a Equação 2

2 H₂O₂ (aq) + 3 I⁻ (aq) → I₃⁻ (aq) + 2 H₂O (l) + O₂ (g)

O H₂O₂ da etapa anterior age como reagente-sinal aqui. Os íons iodeto (I⁻, NOx = –1) são oxidados, formando o tri-iodeto (I₃⁻) — espécie colorida que dá a leitura visual do teste: mais glicose → mais H₂O₂ → mais I₃⁻ → cor mais intensa. Em paralelo, o próprio peróxido se desproporciona: parte do O (NOx –1) reduz a água (–2) e parte oxida a O₂ (0). Iodeto perde elétrons enquanto o oxigênio do peróxido, em parte, ganha — de novo, oxirredução.

Subpasso 4.3 — Verificação

Nas duas equações há um elemento cujo NOx aumenta (C da glicose; I do iodeto) e outro cujo NOx diminui (O do O₂; O do peróxido) — a marca de toda oxirredução. Não há junção simples sem troca de elétrons (síntese), fragmentação de uma substância só (análise), coordenação com metal central (complexação) nem transferência de H⁺ (ácido-base). Confirma-se a alternativa C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) análise.

❌ Incorreta: reação de análise (decomposição) segue o padrão AB → A + B, uma única substância se fragmentando. Nas duas equações há múltiplos reagentes reagindo entre si (glicose + O₂ + água; peróxido + iodeto) — o que define o processo é a transferência de elétrons, não uma fragmentação.

B) síntese.

❌ Incorreta: reação de síntese (adição) segue A + B → AB, formando um único produto sem exigir mudança de NOx. Embora a Equação 1 combine vários reagentes, o que a define é a oxidação do carbono da glicose e a redução do oxigênio molecular — assinatura de redox, não de síntese.

C) oxirredução.

✅ Correta: em ambas as equações há elementos que mudam de número de oxidação — carbono e oxigênio na Equação 1 (glicose → ácido glucônico; O₂ → H₂O₂) e iodo e oxigênio na Equação 2 (I⁻ → I₃⁻; H₂O₂ → H₂O/O₂). Essa transferência de elétrons, com um agente oxidando e outro reduzindo, é a definição de oxirredução — o mecanismo que traduz a glicose em sinal colorido mensurável.

D) complexação.

❌ Incorreta: complexação envolve ligações coordenadas entre um íon metálico (ácido de Lewis) e ligantes doadores de elétrons, como em [Cu(NH₃)₄]²⁺. O íon tri-iodeto (I₃⁻) não é complexo metálico: resulta da oxidação do iodeto, um processo com variação de NOx, não de coordenação.

E) ácido-base.

❌ Incorreta: reações ácido-base têm como evento central a transferência de prótons H⁺. Em nenhuma das duas equações há troca de H⁺ como etapa definidora — o que ocorre é transferência de elétrons entre carbono/oxigênio e entre iodo/oxigênio.

🏆 Gabarito: C — As duas reações do biochip envolvem variação do número de oxidação de carbono, oxigênio e iodo, caracterizando-as inequivocamente como reações de oxirredução, o mecanismo que converte a presença de glicose em um sinal colorido mensurável.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: C é a única alternativa que descreve corretamente a essência das duas equações — transferência de elétrons, com oxidação de um elemento e redução de outro, em cada etapa.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorre com frequência a contextos aplicados (biossensores, baterias, corrosão, combustão) para cobrar o reconhecimento de reações redox sem pedir o cálculo explícito do NOx — o candidato precisa "enxergar" a oxidação/redução pela mudança de grupo funcional ou pela presença de substâncias simples.
• Generalização: sempre que uma substância simples (O₂, I₂, Cl₂, metais) aparecer como reagente ou produto ao lado de compostos, ou quando um grupo funcional orgânico for convertido em outro mais ou menos oxigenado (álcool → aldeído → ácido carboxílico), há grande chance de a reação ser de oxirredução.
• Dica de eliminação rápida: descarte "análise" e "síntese" quando houver mais de uma transformação estrutural simultânea entre reagentes distintos; descarte "ácido-base" quando não houver transferência evidente de H⁺; descarte "complexação" quando não houver íon metálico central — o que sobra tende a ser oxirredução.
• Conexões: funcionamento de pilhas e baterias (mesmo princípio de transferência de elétrons); balanceamento de equações redox pelo método do NOx; glicosímetros portáteis usados no cotidiano de pacientes diabéticos.